近期，中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院安徽光學精密機械研究所研究員孫敦陸課題組在Er3+摻雜中紅外激光晶體研究方面再次取得一系列研究新進展：在一種抗輻射激光晶體上進一步實現(xiàn)了高功率、高重復頻率的2.79微米輸出；在另一種晶體上實現(xiàn)了2.71和2.73微米雙波長偏振激光輸出。相關(guān)研究結(jié)果已分別發(fā)表在Optics Letters、Optics Express 和Optical Materials 上。

2.7–3微米中紅外激光在生物醫(yī)學、科學研究和大氣探測等方面有著廣泛的應用。特別是高峰值功率和高重復頻率的2.7–3微米激光，在光電對抗和非線性光學領(lǐng)域的應用引起了廣泛關(guān)注。

在前期研究工作的基礎(chǔ)上，該課題組采用966nmLD側(cè)面泵浦方式，進一步研究了Er,Pr:GYSGG晶體的激光性能。在重復頻率為125赫茲、脈沖寬度200微秒條件下，實現(xiàn)了最大輸出功率8.86瓦、電光效率和斜效率分別為7.7%和14.8%的激光輸出。結(jié)果表明，通過摻入退激活離子Pr3+和LD側(cè)面泵浦，可獲得高性能的2.79 微米激光。

此外，該課題組還在Er:YAP晶體上實現(xiàn)了LD端面泵浦的2710和2728納米雙波長偏振激光輸出。通過不同尺寸Er:YAP晶體元件的熱模擬分析、激光性能和光束質(zhì)量的對比研究發(fā)現(xiàn)，適當?shù)某叽缬欣�于減小晶體的熱透鏡效應、提高激光效率。

同時，他們還首次采用提拉法生長出了高光學質(zhì)量的Er,Pr:YAP晶體。研究發(fā)現(xiàn)，能級耦合離子Pr3+的摻入有利于降低激光閾值、提高激光效率。但Er3+和Pr3+離子的摻雜濃度仍需進一步優(yōu)化。

該研究得到國家自然科學基金和國家高技術(shù)項目等的資助。